南京理工大学
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题目：基于物联网的生产数据采集器设计
指导者：
评阅者：
“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为经济的发展提供技术推动力。同时，由于制造业的不断发展，对信息管理技术的要求越来越高，这同样对制造执行系统的生产数据采集环节提出了更高的要求。现代化制造业与物联网技术相结合必定是未来的发展方式。
本文就课题背景展开，试图将物联网技术与现代制造业的关系有机结合，并且着重从机械制造业来论证。通过基于WINDOWS系统开发的组态监控软件及具备微处理器的开发板结合的生产数据采集器的设计，完成数据的采集与传输。
关键词：物联网技术现代化制造业组态监控软件微处理器
TITLE:The design of Production Data Collector that
based on Internet of Things
ABSTRACT:
The"Internet of Things"is called the third wave of the world information industry after the computer and the Internet.what the expert think is that the Internet of Things can improve the economic benefit and reduce the cost,on the other hand it can provide impetus for economic development.At the same time,because of the development of manufacturing industry,because of the demand of manufacturing industry development need more and more higher,this also put forward higher requirement for manufacturing execution system of production data acquisition.Modern manufacturing industry combine with Internet of Things must be the development in feature.
This paper in the background of research topic,and try to combine the Internet of Things with Modern manufacturing industry,and focus on machinery manufacturing industry to prove.Meanwhile there will be a design of state monitoring software base on the WINDOWS system and a LaunchPad with https://www.doczj.com/doc/2016956566.html,bine those will get a Production Data Collector.
Keywords：Internet of Things Modern manufacturing industry
state monitoring software microprocessor
1.引言 (1)
2.研究背景及意义 (2)
2.2物联网概念及发展现状 (2)
2.3国内外生产数据管理及现状 (3)
3.物联网应用于制造业数据采集可行性分析 (5)
3.1制造业生产数据采集需求 (5)
3.1.1制造业生产数据采集特点 (5)
3.1.2现有制造业数据采集系统 (5)
3.2物联网技术功能分析及展望 (7)
3.2.1物联网基本组成 (7)
3.2.1.1感知层 (7)
3.2.1.2网络层 (7)
3.2.1.3应用层 (7)
3.2.1.4物联网应用所需环境 (7)
3.2.2物联网技术组成 (8)
3.2.2.1感知层技术 (8)
3.2.2.2网络层技术 (8)
3.2.2.3应用层技术 (9)
3.2.3物联网发展方向 (9)
3.3物联网信息安全性分析 (10)
3.4结论 (10)
4.生产数据采集系统总体设计方案 (11)
4.1总体设计 (11)
4.1.1设计原则 (11)
4.1.2通信方案选择 (11)
4.1.3系统整体结构 (12)
4.2生产数据采集终端硬件电路总体设计 (13)
4.3生产数据采集系统软件总体设计 (14)
4.3.1上位机软件总体设计 (14)
4.3.2终端软件总体设计 (14)
4.3.2.1功能分析 (15)
4.3.2.2流程总设计 (16)
5.生产数据采集终端硬件设计 (17)
5.1触摸屏设计及电源选型 (17)
5.2RFID数据采集器终端的硬件设计和实现 (17)
5.3芯片电路设计 (17)
5.3.1微处理器选型 (17)
5.3.2电源管理电路 (18)
5.3.3串行接口电路 (19)
5.3.4USB接口电路 (19)
5.3.5液晶显示接口电路 (20)
5.3.6语音接口电路 (21)
5.3.7键盘接口电路 (22)
5.3.8WIFI接口电路 (23)
5.3.9以太网接口电路 (23)
5.3.10EEPROM电路 (24)
5.3.11蜂鸣器电路 (25)
5.3.12JTAG电路 (25)
5.4本章小结 (27)
6.生产数据采集终端软件设计 (28)
6.1窗口菜单设计 (28)
6.1.1菜单项设计 (28)
6.1.2生产计划界面设计 (28)
6.1.3生产界面管理设计 (29)
6.1.4设备管理界面设计 (30)
6.1.5质量管理界面设计 (30)
6.1.6通讯设置界面设计 (31)
6.2键盘采集程序设计 (32)
6.3设备窗口组态设计 (32)
6.4实时数据库设计 (32)
6.5运行策略组态设计 (33)
6.6程序结构及主程序设计 (34)
6.6.1用户登陆检测程序 (34)
6.6.2用户密码修改程序 (35)
6.6.3生产计划查询程序 (36)
6.6.4故障原因程序 (37)
6.6.5串口参数设置程序 (37)
6.6.6接发数据程序 (38)
6.6.7用户窗口循环检测程序 (39)
6.6.8存盘机制 (40)
6.7本章小结 (40)
7.研究总结及展望 (41)
7.1研究总结 (41)
7.2前景展望 (41)
8.致谢 (41)
参考文献 (42)
1引言
现代制造业属于第二产业，是衡量国家工业化和现代化程度的基础性产业，也是国民经济持续发展的基础。
从1949年至今，我国已建立了一个比较完整的工业体系，从制造一般的产品到制造高、精、尖产品，尤其是“十一五”期间，我国的制造业取得了令人瞩目的成就，从总量规模来看，中国已处世界领先位置，跻身世界制造业大国的行列。但我们也存在无法忽视的弊端，如一般加工能力和中低档产品大量富余，高技术装备受制于人]1[。我国虽然是制造业大国，但还不是制造业强国，在这样的时代背景下，快速发展制造业的自动化及信息化的需求显得尤为突出。
物联网技术的兴起正是为各行各业的自动化、信息化和智能化打下了坚实的基础。物联网突破了互联网人与人通信的限制，通信能力扩展到人与物、物与物，通过计算机进程与物理进程的实时交互，使网络延伸到物体之上，实现对物理系统的实时跟踪]2[。是实现制造业自动化及信息化的重要技术基础之一。
将物联网技术与现代化制造业技术相结合是否能加速我国进入世界制造强国的目标呢？
2研究背景及意义
2.1我国制造业发展现状及发展方向
我国是世界上机械发展最早的国家之一，机械工程技术历史悠久、成就辉煌，对我国物质文化和社会经济发展起了重要的促进作用，也对世界技术文明进步作出了重大贡献。由于众所周知的原因，清代中期以后，中国的机械制造水平明显落后于英国等欧洲国家。经过“洋务运动”和民国时期的努力，我国的机械制造业水平有了很大提升，但整体水平仍落后于欧、美、苏、日等地区和国家。建国至今我国的机械工业从小到大；从配修到制造；从单机到大型成套设备，为国民经济和国防建设提供了大量的机械装备。
目前，大型露天矿及大型施工设备机械基本实现自主化；百万千瓦超临界火电机组的锅炉、汽轮机和发电机的设计制造技术自主化率达到了85%以上；大马力拖拉机和一批农机具已结束了依赖进口的历史。中国机械装备自给率从“九五”的70%提高到现在的85%，汽车工业方面2009年中国汽车产销量均为世界第一，产量占全球比重上升到22.6%，已名副其实的成为汽车产销大国；船舶工业方面，规模总量实现跨越式的发展，产业基础全面巩固，综合实力提升显著；航空工业方面，实施了“大型飞机”科技重大专项，航空产业规模迅速扩张，民用飞机的研制、生产、销售情况良好，外贸和转包取得了长足进步。
虽然中国已跻身制造大国行列，初步具备了由世界机械制造大国向机械制造强国冲刺的基础和条件，但大而不强的矛盾仍然困扰着整个行业的发展，高端装备的不同领域大部分或全部依赖进口，多数出口产品是贴牌生产，拥有自主品牌的不足20%，附加值低。制造技术基础薄弱，创新能力不强；产品以低端为主；制造过程资源能源消耗大，污染严重是我国目前制造业发展面临的问题。
我国制造业发展思路为：
（1）提高装备设计、制造和集成能力。以促进企业技术创新为突破口，实现技术装备关键材料与关键零部件的自主设计制造。
（2）积极发展绿色制造。形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。制造业资源消耗、环境负荷水平进入国际先进行列。
（3）用高新技术改造和提升制造业。大力推进制造业信息化，积极发展基础原材料，大幅提高产品档次、技术含量和附加值，全面提升制造业技术水平。
2.2物联网概念及发展现状
物联网是互联网概念基础上将用户端延伸拓展到任何物品，进行信息交换和通信的一种网络概念。互联网时代，人与人之间的距离变近了；而互联网之后的物联网时代，则是人与物、物与物之间的距离变近了。物联网是全新的网络架构，
可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享。
物联网是技术发展与应用需求达到一定阶段的必然产物。物联网是典型的跨学科技术，计算进程与物理进程发展的统一体，已成为信息技术发展新趋势。物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
对于物联网的概念解析有两点：第一，物联网的核心和基础仍是互联网，是在互联网基础上延伸扩展的一种网络；第二，其用户端延伸扩展到了任何物品，人与物可以通过物联网进行信息的交换和通信]2[。
每一次经济或金融危机后，经济发展总在寻找新的出路，其中科技进步被寄予厚望。物联网在这次金融危机中，极有可能成为经济发展的动力源之一。据美国权威咨询机构Forrester预测，2020年世界上“物物连接”与“人人通信”业务相比，将达30比1，也有预测称比例将会更高。其发展前景巨大，对社会和经济的影响不言而喻。
我国的物联网是以射频识别（RFID）技术的广泛应用为全国物联网的发展基础，目前我国RFID技术已得到广泛应用。通过物联网的发展，一些尖端的信息技术会得到很好的推动。
欧盟对于物联网的发展做出的预测称物联网的发展将经历四个阶段：2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2011~2015年物体互联，2015~2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。就目前而言，物联网的许多相关技术仍然处于开发测试阶段，与不同系统之间融合、物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一定的差距。
2.3国内外生产数据管理及现状
现代企业基于综合自动化系统，通过信息融合实现企业信息化]3[。企业信息化包括基础建设、产品研发信息化、生产制造信息化、企业管理信息化、企业商务信息化和企业信息系统集成六个方面]4[。如下图所示。制造执行系统作为企业信息化重要组成部分，它的产生和发展是与企业信息化的发展历程紧密相关]5[。现代化的企业管理经过发展，不断完善，但在实际应用在还有些许不足。为了解决生产计划的可执行性、适应性、实时性及灵活性，20世纪90年代，美国制造研究机构提出了制造执行系统MES概念，将MES定位于重点解决车间的生产管理问题]6[。车间制造执行系统（Manufacturing Execution System,MES）是面向车间的生产过程管理的实时信息系统。它填补了上层生产计划与底层工业控制之间的鸿沟，可以为用户营造一个可视、实时、精细、可追溯的制造环境，MES最大的价值就是数据和信息的转换]7[。
经过半个多世纪的发展，发达国家已经在航空、军事、工业等领域广泛使用数据采集技术。目前国外数据采集终端朝着使用方便、功能多样化和微型化发展。国内数据采集技术终端有着良好的发展趋势，能够适应机器设备的一般状况监测和故障诊断，基本达到了国外数据采集的初期水平]8[。
为了使制造执行系统更好的适应车间生产，我们需要设计出一种生产数据采集方案，它具备针对不同的产品自动调整数据采集方案的能力。
图2-1企业信息化基本内容
3物联网应用于制造业数据采集可行性分析
3.1制造业生产数据采集需求
3.1.1制造业生产数据采集特点
因机械制造业属于离散制造业与连续制造业生产在设备、物料及产品特点存在差异，导致两种制造业在制造管理上存在诸多差异。离散制造业的车间制造执行过程中的生产数据采集体现出以下特点：
（1）随着企业竞争加剧，越来越多的离散制造企业实现多品种小批量订单生产方式。如航天制造业，产品品种多达上千种，每种产品的批量较小，多的几十件到上千件，少到几件甚至单件（研制生产），给企业生产数据采集带来挑战。
（2）离散制造企业多品种、多型号的机床并存，难以预先设定较为准确设备产能。企业员工的能力参差不齐，缺乏稳定的技工。生产计划在各种因素的影响下，插单现象频繁（如大型发动机制造），突发事件多，这加剧了生产数据采集的复杂性。
（3）相对流程制造企业，离散型制造企业设备功能冗余度大，往往拥有大量的机床和数控设备。这些机床和数控设备种类多、品牌杂、新老并存（国有企业更为严重）。设备的协议与接口种类差别很大，通讯接口间兼容性差。有些数控设备没有网络接口、只提供软驱或串行口，因此数据采集难度大。
（4）由于每个操作可能涉及不同的物料、设备、工具及文档等资源，这些资源离散地分布在企业中。因此在异步、并发的离散流程中，需要采集的生产数据种类多，彼此之间关联性高。
（5）许多离散制造企业产品零部件的加工工艺复杂、质量要求高。如航天类产品，质检工作是生产的重要组成部分，需要对质量过程进行全面管理。质量数据采集是数据采集的重要组成部分]9[。
3.1.2现有制造业数据采集系统
分析航空、航天、装备、造船等离散制造企业，将其生产数据分为：
①带有时标的生产过程数据
②带有时标的报警、消息、生产事件信息
③手工实验数据（如果各种理化检测指标）
④计量数据（如称重数据）
⑤批次信息（如批次号码、批次执行状态等）
为了保证这些数据成功采集以及在MES中的成功应用，本文采用如图1所示的方案。此方案遵循以下原则：
①完整性、实时性原则。MES系统的有效运行需要数据采集系统提供全面的车间动态数据。部分生产类型数据的缺失、或者部分设备信息的缺少，都将影响MES应用模块作用的发挥。各种带有时标的生产过程数据以及报警、消息、生产事件信息是有时效性的，延时的记录和存储将会导致应用错误甚至失败，因此需要借助实时数据库以及数据引擎实时获取这些数据，并实现实时计算，实时分析，实时报表等应用。
②多种采集技术综合应用、人机结合原则。离散制造企业生产层既包括大量的复杂制造设备，也具有大量的手工工位，如图1生产层所示。图中：M—车间的设备或工位。任何一种方法均难以覆盖企业的生产数据采集。因此，离散型制造车间数据采集方式必然是多种数据采集技术的综合应用。在工程应用中，为了经济地实现数据采集，离不开人机结合原则。虽然，人工介入的数据采集具有“不可靠”的隐患，但是，这是保证数据完整性和采集经济性不可避免的手段。人工介入数据采集需要通过制度、考核手段的改进来保证采集数据的实时性和准确性。
③易于集成应用原则。生产数据采集处于MES应用系统与生产设备控制系统的中间层，MES系统需要基于这些实时数据进行统计分析，实现生产订单管理、计划排产、调度跟踪以及物料管理，并将这些信息通过各种图表等可视化方式在车间实时显示监控。必要时，还需要将某些生产信息通过ERP/MES的集成接口，传递到ERP系统，为企业上层管理部门决策所用。
图3-1离散制造业数据采集应用方案
根据离散制造企业MES中生产数据采集特点，其常用的数据采集方式包括
DNC网卡采集方式、宏指令采集方式、PLC采集方式以及RIFD采集方式。在实际应用过程中需要结合实际企业的具体情况，有选择地综合应用这些方式，以
满足离散制造企业生产数据采集的各项原则。
3.2物联网技术功能分析及展望
3.2.1物联网基本组成
物联网体系结构可划分为感知层、网络层和应用层。各层之间，信息不是单向传递的，也有交互和控制。其中主要是物的信息，包括识别码、静态信息及动
态信息等。
3.2.1.1感知层
物联网不仅局限于人与人之间的网络通信，还将网络的触角延伸至物体上，其“物”的特点就是通过感知层来实现的。
感知层完成了信息采集、转换、收集和整理，包括信息获取和信息短距离传输两个部分。信息获取主要由电子标签及传感器等构成；短距离传输负责收集终端装置采集的信息，并将信息在终端装置和网关之间双向传送。
现在许多领域已经开始给物体分配唯一的标识符，其应具有唯一性、永久性、简单性、可扩展和兼容性、简洁性等特性，以便识别。设置了合理的标识符后，
通过自动识别技术及传感器技术则可以进行数据采集及分类。
3.2.1.2网络层
物联网是网络的一种形式，其重点在于“网”，通过一个庞大的网络体系才能将感知层的信息进行管理和整合。根据需求，未来其必定依靠互联网多种接入
点实现全局网络计划。
3.2.1.3应用层
物联网发展的目的即为可直接使用的各种应用，也就是将“感知层感知到的信息”和“网络层传输来的信息”更好的加以利用。
应用层解决的是信息处理和人机交互问题，其包括了中间件（软件）和应用场景（应用系统）。主要基于软件技术和智能终端的应用层离不开云计算，云计算作为一种虚拟化的硬件、软件解决方案，可以为物联网提供强大的信息处理能
力。
3.2.1.4物联网应用所需的环境
物联网将成为一个由数亿使用无线标识“物”的动态网络，并赋予“物”完全的通信及计算能力，这需要普适计算和云计算的环境。
普适计算是信息空间与物理空间的融合,在这个融合的空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化服务。而信息空间与物理空间的融合则有两层含义：绑定和自发的交互，绑定即是为物品设立标签（标识符），自发的交互是指物理空
间和信息空间之间无需人干预的交互，其中任一个空间状态的改变可以引起另一
个空间状态的相应改变]10[。
云计算是一种超大规模、虚拟化、易扩展、廉价的服务交付和使用模式。云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务,把IT资源、数据、应用作为服务通过互联网提供给用户]11[。
3.2.2物联网技术组成
3.2.2.1感知层技术
感知层进行信息采集、转换、收集和整理任务，所以其必然包含大量的传感器网络和无线通信技术的应用。
传感器网络主要由温度传感器、压力传感器、气敏传感器、位移传感器及光电式传感器等单独或复合而成。而应用在物联网感知、识别与控制层的传感器节点往往满足体积小、精度高、生命周期长的要求。高新技术渗透下，尤其是计算机硬件和软件技术的渗入，智能传感器既微处理器与传感器技术相结合的产物。
自动识别技术是信息数据的自动识读、自动输入的重要方法和手段，即一种高度自动化的信息和数据采集技术。几十年来在全球范围内得到迅猛的发展，初步形成了一个包括条形码技术、磁条磁卡技术、无线射频识别技术、声音识别技术等多专业多学科相结合的高新技术学科]12[。
近年来随着ZigBee、Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、WiMAX、3G等各种无线技术的出现与成熟，物联网感知层通信部分可选择性越来越大，是物联网实现泛在化（普适性）通信的关键。同时传统有线接入网技术也不能被忽略，生活中便能感到其中的利弊：无线网虽然方便，但时常会突然断线，并且穿透力差、
传播距离短等缺点是有线网可以完美解决的问题。
3.2.2.2网络层技术
从1970年期美国第一次使用商品代码至现在已经过去四十几年，从最初的条型码技术已发展为多种类型的识别码，读写更稳定、信息容量更大。而物联网基于的编码体系为EPC码及UID码。
就EPC码而言，其拥有足够的编码容量来保证编码的唯一性，但是目前网络技术仍为Ipv4，仅拥有32位地址空间，其网络地址资源远远不能满足物联网社会的需求。但是正在发展中的Ipv6技术拥有128位地址空间，保守计算地球上平均每平米可分配1000多个地址。所以一个完全物联网化的社会必然依靠互联网技术的跨越式提高。
编码技术识别对象之后，对于信息的传递及处理能力又是制约物联网发展的问题。现有技术中普适计算和云计算的理念可以有效解决上述问题。
普适计算的研究者们力图完成一下目标：
（1）无所不在：用户可以随地以各种接入手段进入同一信息世界；
（2）嵌入式：计算和通信能力存在于我们生活的世界中，用户能够感觉到它和作用于它；
（3）游牧性：用户和计算均可按需自由移动；
（4）自适应性：计算和通信服务可按用户需要和运行条件提供充分的灵活性和自主性；
（5）永恒性：系统在开启以后再也不会死机或需要重起，部件可以因需要、出错或升级更换，但整个系统则永远可用。
而云计算则更加偏重于依托服务器的功能，云计算是一种基于互联网的计算模式，其计算资源包括计算能力、存储能力、交互能力等等，都是动态的，虚拟化的，而且是以服务的方式提供。
依托两种计算模式相互结合，物联网社会的美好愿景就在我们眼前。
3.2.2.3应用层技术
应用层根据用户的需求，构建面向各类行业实际应用的管理平台和运行平台，并根据各种应用的特点集成了相关的内容服务。物联网的各个层次间既相对独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能，服务于某一具体应用，各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的，并不一定所有层次的技术都要采用。即使是在同一个层次上，可选择的技术方案也可以按需配置，但是优化的协同控制区资源共享首先需要一个合理的顶层系统来为应用系统提供必要的整体性能保障]13[。
为了实现各种丰富的应用和各类信息的共享，还必须构建一个统一的行业运行平台，为各类用户提供具体业务和服务的接口。
物联网的实际应用中，往往需要将微处理器系统处理后的数字信号用于控制外部执行装置或设备。根据受控对象和具体要求，其信号可以有不同类型，如模拟量信号、开关量信号和数字量信号等]12[。同时在控制方面可以使用PID控制技术、模糊控制技术和神经网络控制技术等先进控制技术来实现目标功能。
3.2.3物联网发展方向
现在物联网的工作者们正在努力将如下几个方面的不足完善：
（1）个人隐私与数据安全（2）公众信任（3）标准化（4）系统开放
同时在物联网技术应用领域的功能开发也是时下研究的热门，智能交通、环境监测、智能电网、环境保护、智能物流、医疗保健、政府工作、智能家居、公共安全、智能消防、工业检测、通信等多个领域需要物联网技术跨越式的发展。
以解决时下消费者需求与生产力相制约的矛盾。
3.3物联网信息安全性分析
从信息与网络安全的角度来看，物联网作为一个多网异构融合网络，不仅存在与传感器网络、移动通信网络和互联网同样的安全问题，同时还有其特殊性，如隐私保护问题、异构网络的认证与访问控制问题、信息的存储与管理等]14[。
作为互联网的延伸，物联网的安全也是互联网安全的延伸，物联网和互联网的关系是密不可分、相辅相成的。但是物联网和互联网在组织形态、网络功能和性能上的要求都是不同的，物联网对实时性、安全可信性、资源保证等方面有很高的要求。故物联网的安全并不是全新概念，它比互联网的安全多了感知层，传统互联网的安全机制可以应用于物联网上，但因为物联网的安全更加复杂所以不能照搬照抄。
为此物联网采用分层安全机制，大致分为信息感知层安全机制、物联接入层和网络传输层安全机制、技术支持层安全机制及应用接口层安全机制。同时物联网特性所需，必然广泛依靠云计算、无线网络和Ipv6等技术，在使用中他们同样面临着安全风险。
虽然风险如此之多，但是有大量的工程师正无时不刻的致力于完善这些问题，让信息社会更加安全。
3.4结论
综之如上，物联网的功能及发展完全可以满足制造业的数据采集任务，让数据采集的实时性、准确率及安全性大大提高，从而为制造业发展打下坚实的基础。让我们可以早日跻身世界制造强国。
4生产数据采集系统总体设计方案
4.1总体设计
4.1.1设计原则
生产数据采集管理终端的设计原则主要包含以下方面:
(1)系统应当具有较高的数据传输可靠性,准确性。数据能够可靠传输,才有使用的价值。因此这是最重要的设计原则。
(2)系统要支持较多功能,具备较强的通用性,能够适应多种使用环境。不同企业的生产环境会有差异,同一个企业随着生产条件的改变也可能发生变化。因此具备一定的通用性,也是重要的设计原则。
(3)系统要具备良好的人机界面,方便用户使用、提高用户体验水平。终端是面向使用者来进行设计的,良好的人机界面能够更好满足用户的需求、提高使用效率。
4.1.2通信方案选择
生产数据采集管理终端作为釆集与发布信息的设备需要与上位机建立通信联系。根据本章第一节对生产数据采集管理终端设计需求进行的相关分析，结合生产数据釆集管理终端的使用环境及设计原则，要求生产数据采集管理终端能够支持无线网络以及有线通信，以提高生产数据采集管理终端使用的可靠性、通用性、灵活性。对具体通信方案的选择进行分析。
根据需求分析，生产数据采集管理终端的设计要使用无线来传输数据。为了操作使用的方便，设计为手持式终端采集设备。手持式设备使用的无线通信方案有GPRS、WIFI、Zigbee三种。短程无线通信方案主要有WIFI技术和SgBee技术。ZigBee技术常用于无线传感网，功耗较低，但是数据通信速率相对较低，组网、加密等方面也不能够满足釆集设备的使用要求。根据对局域网通信的介绍，WIFI 技术则能够克服这些缺点。在生产数据采集管理终端上使用Win模块，加上无线路由器与无线接入点，就构建了无线网络。通过终端就可以将生产数据传输至服务器。随着WIFI技术使用的愈发广泛，使用WIFI网络可以利用现有的基础设施从而降低成本，传输速率完全能够满足工业数据的传输需求。当然在可靠性上，无线网络的表现受环境的影响比较大，在传输频段受到强烈的干扰情况下，数据传输的可靠性会受到比较大的影响，这也是所有无线通信系统面临的问题，可以通过在应用层面对数据进行更加严格的校验，确保数据传输可靠。WIFI工作于2.4G频段，在大部分工业环境中这一频段的干扰源并不常见，应当尽量将WIFI 部署在对其频段干扰较小的环境中，在干扰较大的环境中则可以应用有线的数据
传输手段。
生产数据釆集管理终端使用WIFI技术已经可以构建无线网络，能够进行数据的传输。但在采集一些机器设备时，要求更高的通信速率与可靠性，或者无线网络面临严重的干扰噪声时。都需要更为可靠的通信方式。对于企业底层有线通信来说，常用的方案是RS485总线。RS485总线是工业上常用的现场控制总线，其传输距离较远，抗干扰性也较强，但是存在通信速率较低的问题。RS485总线网络最多只能接入128个节点。RS485采用差分信号传输数据，是半双工的总线，采用主从式的架构，终端无法实现主动的数据釆集，所以RS485不能够满足使用要求。
目前已经有很多工业数据的采集通过以太网来进行。交换式以太网具有非常高的通信速率以及高可靠性，几乎不会发生冲突并且能够轻松进行全双工通信，终端接入数目根据网络地址段来决定远远超出RS485总线的接入数量。以太网能够与无线局域网直接连接构建统一的网络。对于服务器端管理者来说,无论使用以太网或者无线网络，上层协议都是使用TCP/IP协议来通信的,所以没有区别，能够保持管理界面的一致性，就可以根据实际的使用要求来选择。
当使用以太网时，就可以不用WIFI。在特殊环境下，也可以将终端作为从以太网到无线网络的网关，满足不同的需求，具有很大的灵活性。采用以太网不是无线网络的补充，而是互为依托增加系统的可靠性。
4.1.3系统整体结构
根据制造业车间生产数据采集管理自动化的需求,对生产数据釆集的分类以及采集方案的分析,结合无线局域网通信与以太网通信的组合方案,生产数据采集管理系统的整体结构设计如图4-1所示。
生产数据采集管理系统作为MES的子系统,用来实现制造车间内生产数据的采集与管理,能够提高生产效率与信息化水平。系统整体结构由数据釆集管理终端、网络环境、上位机管理软件构成。
生产数据采集管理系统作为MES的子系统，用来实现制造车间内生产数据的采集与管理,能够提高生产效率与信息化水平。系统整体结构由数据釆集管理终端、网络环境、上位机管理软件构成。
生产数据采集管理终端作为面向用户的智能终端设备，通过人工输入或者设备接自动采集的方式来采集各种生产数据,并将上位机下达的生产计划等生产信息传达给用户。终端设备作为系统的网络节点,是数据采集管理系统的基础。数据采集管理终端的设计是本文的主要工作。网络环境为无线网络与以太网相结合的技术方案。网络环境就是组建符合要求的分布式网络,准备相关的网络设施并进行相应的配置,使终端可以和上位机之间进行通信。
上位机管理软件用来实现对釆集的数据的加工、处理、存储,实现对车间生
图4-1生产数据采集管理系统结构图
上位机管理软件用来实现对釆集的数据的加工、处理、存储,实现对车间生产的信息化管理，配合终端的使用实现生产数据信息的交互。只有上位机管理软件功能的实现，生产数据的采集才有意义，管理软件离不开终端设备与网络环境的支持。
数据采集管理终端与上位机管理软件建立通信联系时需要确定相应的通信模式,网络内常用的通信模式有B/S与C/S架构。B/S架构成为浏览器/服务器模式，通过网络浏览器来访问服务器，一般用于广域网。生产数据采集管理终端支持浏览器耗费资源较多，而且实现较为困难。生产数据采集管理终端主要用于车间范围内的局域网环境。C/S模式为传统的客户端/服务器模式，适用于局域网环境，安全性较高，在终端上实现也较为容易。
终端与上位机之间的网络通信方式釆用C/S架构,由终端作为客户机,永远由终端设备发起连接。上位机服务器端只监听连接，当监听到终端的建立连接请求后，连接才能够建立。终端会维护连接,保持连接处于正常通信状态。服务器可以同时与多个客户端建立连接,具体连接数取决于网络地址段的容量,在C类地址上,可以容纳255个主机。
4.2生产数据采集终端硬件电路总体设计
根据生产数据采集管理终端的功能设计，硬件电路由以下部分组成：
1.数据处理部分：
(1)处理器基本配置电路
(2)EEPROM存储电路
2.通讯部分：
(3)JTAG调试电路
(4)以太网接口电路
(5)WIFI模块通信电路
(6)串行通讯电路
3.外部设备部分
(7)USB接口电路
(8)液晶显示电路
(9)语音合成电路
(10)电源管理电路
(11)键盘电路
(12)A/D接口电路
(13)LED指示以及蜂鸣器电路
整体结构如图4-2所示。
图4-2电路结构图
4.3生产数据采集系统软件总体设计
4.3.1上位机软件总体设计
上位机软件通过RS232串行接口与外围数据源模块通信，完成数据采集工作，然后做适当数据处理后，进行数据存储与显示。
Agilent34970A 数据采集仪基本操作实验 一、实验目的 1．了解Agilent34970A数据采集仪的基本结构和功能。 2．了解Agilent34901A测量模块的基本功能和工作原理。 3．学习Agilent34970A数据采集仪使用面板进行数据采集的方法。 二、实验要求 1．根据Agilent34970A数据采集仪用户手册，掌握各开关、按钮的功能与作用。 2．通过Agilent34901A测量模块，分别对J型热电偶、Pt100、502AT热敏电组、直流电压、直流电流进行测量。 三、实验内容与步骤 1．实验准备 Agilent34970A数据采集仪的基本功能与性能。Agilent 34970A数据采集仪是一种精度为6位半的带通讯接口和程序控制的多功能数据采集装置，外形结构如图1、图2所示：
其性能指标和功能如下： 1．仪器支持热电偶、热电阻和热敏电阻的直接测量，具体包括如下类型： 热电偶：B、E、J、K、N、R|T型，并可进行外部或固定参考温度冷端补偿。 热电阻：R0=49?至?,α=(NID/IEC751)或α=的所有热电阻。 热敏电阻：k?、5 k?、10 k?型。
2．仪器支持直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、二线电阻、四线电阻、频率、周期等11种信号的测量。 3．可对测量信号进行增益和偏移(Mx+B)的设置。 4．具有数字量输入/输出、定时和计数功能。 5．能进行度量单位、量程、分辨率和积分周期的自由设置。 6．具有报警设置和输出功能。 7．热电偶测量基本准确度：℃，温度系数：℃。 8．热电阻测量基本准确度：℃，温度系数：℃。 9．热敏电阻测量基本准确度：℃，温度系数：℃。 10．直流电压测量基本准确度：+(读数的℅+量程的℅)。 11．直流电流测量基本准确度：+(读数的℅+量程的℅)。 12．电阻测量基本准确度：+(读数的℅+量程的℅)。 13．交流电压测量基本准确度：+(读数的℅+量程的℅)（10Hz～20kHz 时）。 14．交流电流测量基本准确度：+(读数的℅+量程的℅)（10Hz～5kHz 时）。 15．频率、周期测量基本准确度：(读数的℅)（40Hz～300kHz时）。16．具有系统状态、校准设置和数据存储等功能。 Agilent34970A 数据采集仪的面板按钮功能与作用。 1． 在所显示的通道上配置测量参数：
武汉华夏理工学院 信息工程课程设计报告书 课程名称物联网应用系统设计 课程设计总评成绩 学生姓名 学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期２０１
一、课程设计项目名称 基于ZigBee协议栈的智能家居控制灯系统 二、项目设计目的及技术要求 项目设计目的 通过《物联网应用系统设计》课程设计，使学生能够掌握物联网应用系统 设计的开发流程、设计方法，使学生能够综合应用《无线传感器网络技术》、《嵌入式技术》、《JAVA WEB程序设计》《Andriod程序设计》、《物联网应用系统设计》等物联网工程专业课程的知识。要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解物联网应用系统总体架构，掌握物联网应用系统的基本设计方法，程序开发流程， 从而使学生对物联网应用系统设计能力有较大提高。 项目的主要任务 1．设计内容： 课程设计题目一般由指导教师提供，也可以在老师的同意下学生自己题； 4人一组，每组完成的内容不能雷同。设计参考题目如下： 1）智能家居环境监测系统 2）智能家居控制灯系统 3）智能农业区-自动灌溉系统 2.基本要求： 1）学会单片机的应用方法，开发环境； 2）结合任务要求，完成系统设计和调试，鼓励功能扩展和创新； 3）会应用protues工具，根据设计的电路，画电路图，并利用protues进行验证仿真； 4）熟悉汇编或C51语言，用C51完成系统的软件编程； 5）按规范撰写课程设计说明书。 3. 项目分工 上位机：李永红、夏智君 下位机：陈建、李元毅
三、项目设计方案论证 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 对ZigBee 协议框架结构进行分析，然后通过论述协议的应用层、网络层、数据链路层、物理层和MAC 层的功能，将无线传感器网络与ZigBee 技术相结合，阐述无线传感器网络节点的硬件和软件设计方法。在本设计中，选用功耗较小的CC2530芯片作为通信芯片来设计节点。通过编写协议栈程序，进行包含汇聚节点及传感器节点的组网通信实验。利用VC++编写上位机程序，通过串口进行数据交互，从而控制小灯。此系统的组成框图如图3-1所示： 图3-1 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 系统实现原理 硬件原理图 本实验使用的是CC2530芯片， CC2530 具有一个IEEE 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。本系统主要涉及LED 、RS485模块、USB 转串口电路、CC2530典型应用电路。如下图所示： C C 2530 Z i g b e e 4模块 C C 2530 Z i g b e e 3模块 发送 无线模块 接收
绿色建筑能源与环境监控主机 配置及操作说明V1.8 （内部使用，未完待续） 重庆德易安科技发展有限公司Chongqing EHS Technology Development Co.,Ltd.
目录 界面概述 (4) 1.沈阳航发热能表 (6) 1.1.航发超声波表配置 (6) 1.2.航发机械表配置 (7) 2.德易安温控器 (11) 3.江阴众和电表（645-2007） (13) 4.埃美柯水表 (14) 5.TTD温度传感器 (15) 6.深圳北电电表（645-1997） (17) 7.长沙索拓温控器 (18) 8.宁波甬港热能表 (20) 9.宁波冷水表 (22) 9.1.M-BUS接口 (22) 9.2.RS485接口 (23) 10.重庆伟岸热量表 (24) 11.合肥艾通单相电表 (27) 12.山东力创三相电表（DTSD106） (28) 13.上海德易特热能表 (30) 13.1.德易特超声波表配置 (30) 13.2.连利水表 (32) 14. PZ系列直流电参量检测仪表 (33) 15. 柏诚（SX96） (35) 16.山东力创DDSD-113-Ⅱ单相电子式电能表 (39) 17.浙江立新DDS238-4单相电子式电能表 (40) 18.浙江立新DDS238-7三相电子式电能表 (41) 19.深圳北电电表三相四线电子式有功电能表（645-1997） (42) 20.浙江立新DTS238-7 ZN/S型三相四线电子式电能表 (43)
界面概述 A: 根据采集器下连接的设备选择相应的协议和参数，选择好后单击“下载采集器端口配置”都配好需要保存配置时，单击上方的“保存配置”。 B: 输入相应的IP地址连接其采集器。也可以对采集器的IP地址进行更改，输入新的IP地址和其他等相关参数后单击“下载LAN端口配置”“保存配置”并“重启采集器”，新的IP地址即可生效。IP设置正确后单击“连接”在D中显示“连接到”即连接成功。(忘记ip时可以复位采集器，复位后采集器的默认IP为192.168.0.222)。 C: 将数据需要上传到哪个主机上就配置为相应的主机ip和相对应的端口，一般将服务器1配置为本地的配置软件上，端口取默认值9032。服务器2配置为能耗服务器或者计费软件。 单击“下载远程服务器设置”，其设置生效。“保存配置”对设置进行保存。 D：对连接状态和相关操作的显示 读取配置：当连接到采集器后单击“读取配置”即读取以前保存的数据。 本地保存：将配置保存到电脑上方便以后调用。 本地读取：将以前保存出来的配置调用出来，分别下载后并保存到采集其中。 打开服务器：（以服务器1为例，其它同理）
数据采集软件使用说明 一．软件安装 点击数据采集系统的安装文件，按照指示安装 二．驱动程序安装 如果是购买的数据线是USB接口的，请先安装驱动程序，在“USB驱动程序”目录下，点击“CH341SER”文件，安装指示安装 三．界面说明 四．操作说明 1.连接 打开软件后，点击【打开设备】按钮，软件自动搜寻设备，当前值窗口将有数据显示，【打开设备】按键变为【关闭设备】。 如果弹出 则表示设备连接失败，请按照说明书所附的故障处理来检查原因。 2.参数设定 在设备连接和断开的状态下都可以设置系统参数，点击【参数设置】按钮，参数设置窗口数据变成绿色（见下图），表示可以修改，数据修改完成后，再点击此按钮，参数保存，窗口恢复原样。
参数说明 1）标准尺寸 表示零件的名义尺寸 2）上公差 允许与标准尺寸的上偏差值 3）下公差 允许与标准尺寸的下偏差值 4）采集间隔 数据自动采集保存的间隔时间 5）测量单位 采集数据的单位由用户自己定义，可以是毫米、英寸和度 6）提示音 在数据保存时选择是否需要提示音 7）工件名称 工件名称用户可自己命名 8）操作员 操作员名称用户可自己命名 3.数据保存 数据保存可以是手动保存和自动保存，点击【手动采集】按钮，数据可以保存一条记录，点击【自动采集】按钮，可以按照参数设定中自动采集的时间来自动记录数据，记录过程中再点击该按钮可以停止采集。 点击【清除记录】按钮，可清除当前记录的数据 点击【保存导出】按钮，可把数据保存成EXCEL格式文件，做进一步处理。 五．故障处理 如果点击【打开设备】，显示找不到可用串口，请按下面的提示检测问题 1）检测设备是否打开 2）检测数据线是否连接正常 3）检测数据线是否被电脑识别 a.如果是USB数据接口请检测驱动程序是否安装，并在WINDOW的设备管理器中 找到已安装的设备 b.设备管理器的检测方式： 选择“我的电脑”，点击鼠标右键，在菜单中点击“属性”，弹出下面窗口 然后再点击“硬件”这一栏
物联网系统课程设计 学系名称：物联网工程 班级名称：物联网工程 2 班 学生姓名：朱泓锦 20136239 指导教师：肖迎元助教： 二零一六年十月
摘要 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。 以arduino程序和蓝牙模组，app为基础，是蓝牙模组，arduino 小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino程序为核心，利用蓝牙模组，arduino小车和app等实现基本功能。 基本功能：利用蓝牙模组和app之间的信息交互，控制小车的移动，从而达到无线控制的效果 注：仅能实现小车的基本操作 关键词：arduino程序，arduino小车，app，蓝牙模组
1 绪论 随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。 1.1 选题背景 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力，能自动避障，可以智能规划路径。 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车，都属于这类遥控车；智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此，智能小车具有再编程的特性，是机器人的一种。 中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题，开始着力研究智能化。从概念的引进到实验室研究的实现，再到现在高端领域（航
便携式红外通信数据采集器使用说明1）数据采集器简介 便携式红外通信数据采集器以下简称数据采集器，是采用微电脑芯片工作的红外遥控取数装置，主要用于不能有线传输的 野外偏远工作区，可以同时为12台监测仪提供服务，存储容量为 256K，可以存储10000组数据，掉电数据不丢失，LCD点阵式液晶 显示器，轻触式键盘操作，全日立实时显示，红外数据通讯功能，2400bps传输速率。具体使用如下： 仪器图示： 数据采集器面板 2）功能键操作说明 按下“ON”键开机LCD显示提示菜单如下： 0:FJ 1:QS 2:TX 0: FJ表示按键“0”设定监测仪编号和测量时间间隔 1：QS表示按键“1”从监测仪取数 2：TX表示按键“2”与计算机通信 3：QD表示按键“3”启动监测仪并校正监测仪时钟 4：SJ表示按键“4”显示内存数据 5：QC表示按键“5”清除数据采集器内存数据 6：SZ表示按键“6”显示或调整时钟 7: JD表示设定压力基点（范围） a)设定监测仪号、测量时间间隔
将数据采集器挂到监测仪上，在开机初始状态下按下数字“0”键，屏幕显示 FJH No.00 此时仪器进入监测仪号设定和定时间隔设定状态，上面一行为监测仪 号设定，设定范围为00～12；下面一行为测量时间间隔设定，设定范围为00：01～23：59， b) 取数 将数据采集器挂到监测仪上，在开机初始状态下按下数字“1”键，屏幕显示 GET DATA 仪器进入从监测仪读取数据状态，此时再按下压力监测仪的“启动”键，数据采集器开始从监测仪读取数据，此时数据采集器依次显示“GET DATE BEGIN”; “GET DATA No(监测仪号)”；“GET DATE END” GET DATA 以上状态表示取数成功，三秒钟后自动将监测仪内数据清除并校正监测仪时钟，此时数据采集器依次显示“START BEGIN”;“START END”（注意：采集数据前必须清除内存数据） 如果读取不到数据，屏幕一直处于上述状态，按下ESC键，屏幕显示 GET DATA 再次按下ESC键，仪器返回开机初始状态。 c) 通信 将数据采集器面板朝上平放到红外数据计算机通信适配器左上方，在
?开源IOT-物联网系统设计方案及源码 框架: ?PHP Laravel? ?jQuery (Javascript 主要用于Ajax) ?jQuery Mobile（可选）(我觉得我有点懒，于是从原来做的项目直接拿了出来）?Bootstrap (可选）(其实没有多大实际用处，只是因为好看和jQuery Mobile一样) 语言: Processing/C/C++ Arduino用? Python 如果你有Raspberry Pi或者与之相近的都可以，只要可以与Arduino串口通信 PHP 我学得不是很好，因为Laravel没有让我学好，但是让我能做想做的事。 相关文章 1. 一个最小的物联网系统设计方案及源码 2. 最小物联网系统（一）——系统组成 3. 最小物联网系统（二）——RESTful 4. 最小物联网系统（三）——创建RESTful 5. 最小物联网系统（四）——详解Laravel的RESTful 6. 最小物联网系统（五）——Laravel RESTful模板化 7. 最小物联网系统（六）——Ajax打造可视化 关于 源码: 首页: Wiki IOT Wiki
搞硬件的同学需要重点了解的知识 ?RESTful ?Ajax ?JSON 搞软件的同学需要重要了解的知识 ?串口通信 ?高低电平 关于服务器 ?Nginx 需要配置，具体配置可以参照github上面的代码 ?LNMP 直接用上面的会比较简单，但是可能也会遇到一些问题。 ?Phpmyadmin 最好需要有这个，如果不是很精通MYSQL 补充说明 Arduino不是必需的，只要你懂得如何用你的芯片进行串口通信。 考虑到Raspberry PI的成本可能会有点高，你可以试着用OpenWRT Linux，主要用在路由器用的，上面可以跑Python。或者等等过些时候的小米路由器，可以加这个在上面。 如果你没有服务器没有Raspberry PI，那就找个路由器来当服务器吧，相关文章如下 Openwrt python,openwrt上使用Python 对了，如果你觉得哪里有问题记得在GITHUB上提出来，而不是在原文。 注意 ！请尽可能少我的用我的网站做测试 设计方案
数据采集器用户手册 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
支持环境监测数据的接入、存储、分析和业务流程，服务于各级环保主管机构和监测中心、监测站，提高环保监测、执法效率和效能； 2．发展方向 随着社会经济的高速发展，重视人类生存环境逐渐成为人们意识、行动的重要的指导思想。根据国家环保总局的要求，要逐步在一些大中城市建立区域性的环境质量和污染源监测的自动化网络系统。 全国重点工业污染源企业分期逐步实施全天候污染源自动监测系统.主要针对企业治污设施的运行状况和排污口水质、流量进行持续全自动监测，将整个运行数据记录下来，以便随时抽调，为各级环保部门的监督管理提供准确依据。 在环境监测、环境信息方面，要开展区域环境质量地面自动监测、预报与预警技术研究。研究常规环境质量自动监测网络技术，研制基于激光遥感技术的区域空气质量监测、预报、预警及决策支持的技术体系，开展重点流域地表水监测预警系统技术研究和重点生态区与海洋环境预警监视系统建立的研究，研究农村源污染控制地面监测技术。 研究环境信息应用和综合决策技术方法，提高我国环境管理的统一规划与综合决策能力。开展环境信息数据库技术研究，研制环境信息传输系统，研究基于地理信息系统的环境信息查询、服务及基于因特网的环境信息技术，建立环境综合决策模型。 三、分类 1．JLWZ-YX-300-II数据采集器提供两种工作方式： 单机运行方式：作为本地的排污单位的监测仪器单独使用。
组网运行方式：采集器根据本地或中心站远程设置的采集周期采集 各通道数据、存储，通过GPRS上传给中心站。从而构成环境污染在 线监测系统。设备地址设置为1-14个ASCII字符，由中心站统一分 配。 2．JLWZ-YX-300-II数据采集器按数据链路不同，可以分为: ●GPRS方式（以下针对GPRS方式进行说明）； ●PSTN方式； ●ADSL方式； ●SMS方式。 四、组网方式 环境污染在线监测系统组网方式如图1所示： 图1 环境污染在线监测系统组网方式 五、功能简介 1.JLWZ-YX-300-II数据采集器主要由8个子模块组成： 模拟量采集子模块 数字量采集子模块 开关量检测子模块 反控子模块 微处理器子模块 远程通讯子模块 人机界面子模块
基于物联网的智能家居 系统设计 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
报告名称：基于物联网的智能家居控制系统设计方案 班级组号： 指导老师： 组长学号姓名： 组员学号名字： 2017年3月17日 目录 一. 项目背景 (1) 二. 系统需求分析 (1) 1.方便的手持设备.............. .. (1) 2.摄像头.............. (1) 3.门禁.............. . (1) 4.空气质量检测.............. (2) 5.湿度、烟雾检测.............. .. (2) 6.远程控制.............. .. (2) 三.智能家居系统功能简述 (2) 1.智能安防系统 (2) 2.智能照明系统. (2) 3.智能电器控制系统. (2) 4.门禁系统. (3) 5.烟雾检测统. (3) 6.空气质量检测系统. (3) 四.智能家庭平面图 (4) 五. 智能家居各系统原理图 (5) 1.智能安防与视频监控系统 (5) .设备组成 (5) .功能 (5)
.程序流程图 (6) 2.智能照明系统 (7) .设备组成 (7) .功能 (7) .程序流程图 (8) 3.智能电器控制系统 (8) .设备组成 (8) .功能 (9) .程序流程图 (9) 4.门禁系统 (10) .设备组成 (10) .功能 (10) .程序流程图 (10) 5.烟雾检测系统 (11) .设备组成 (11) .功能 (11) .程序流程图 (12) 6.空气质量检测系统 (12) .设备组成 (12) .功能 (12) .程序流程图 (13) . 六.团队成员的分工安排 (13)
K37环保数据采集器 使用说明书 博控自动化技术有限公司2010年2月
前言 感谢您购买本公司的产品！感谢您对环保事业做出的贡献！ 本手册是关于设备的功能、设置、安装、接线方法、操作方法、故障时的处理方法等的说明书。在操作之前请仔细阅读本手册，正确使用。 请将本手册妥善保存，以便随时翻阅和操作时参考。 注意事项 本手册容如因功能升级而有修改时，恕不另行通知。 如果您在使用过程中对我们的产品或者服务有任何建议或意见，请与我们联系。 说明书版本 2010年2月，版本号：1.2。
请安全使用本设备 为了您能安全使用本设备，操作时请务必遵守下述安全注意事项。如果不按照本手册的说明操作，有导致设备不能正常使用的可能，甚至有导致损坏设备的危险，如因此导致设备故障，我公司不承担责任。 警告 ●只有受过培训的专职人员才能进行设备安装调试和操作。 ●接通电源之前请确认设备的电源电压是否与供电电压一致。 ●电源需要有接地端。 ●必须在设备断电的情况下进行接线。 ●必须在设备断电的情况下插拔SIM卡。 ●未经过培训的人员，不得打开设备外壳。
第一章.概述 (6) 1-1.产品的通信方式说明 (6) 1-2.产品的数据采集原理 (7) 1-3.产品特点 (8) 第二章. 产品技术参数 (10) 2-1.外形图 (10) 2-2.技术参数 (11) 2-3.使用条件 (12) 第三章.安装与维护 (13) 3-1.接线前的准备 (13) 3-2.接线说明 (14) 3-3.跳线说明 (15) 3-4.安装注意事项 (16) 3-5.设备的维护与保养 (17) 3-6.设备的保修 (17) 3-7.设备安装尺寸 (18) 第四章．显示和键盘操作 (19) 4-1．主菜单 (19) 4-2．采集量显示 (20) 4-3．显示符号说明 (22) 4-4．LED指示灯说明 (23) 4-5．键盘 (24) 4-6．系统设置 (27)
MODEL UT-5526 ：３２通道高速数字电压表 产品使用说明书 深圳市宇泰科技有限公司 UTEK TECHNOLOGY SHENZHEN CO.,LTD. （）
1.11.2 2.12.2LED 2.3UT-5526 3.13.2IP 3.4DDNS 4.UT-55264.14.24.34.5PING 5.5.15.2Vir-COM 5.3Vir-COM 6.一、了解二、硬件安装与初始设定 三、系统设定 串UT-5526 UT-5526介绍 主要功能 硬件定义 状态说明 初始设定值 行端口操作模式 设定 （动态域名系统） 系统管理设定 系统管理者设定 系统状态 备份与还原 虚拟串口应用程序 虚拟串口应用程序 虚拟串口驱动和运行环境 使用方法 故障排除说明【目录】
一、了解、介绍 ＵＴ－５５２６ １UT-55263232通道数字电压表是一种多通道电压表，有通道电压独立输入，采用多种通信方式，可和计算机方便连接，构成实验室、产品质量检测等各种领域的远程电压采集系统，也可构成工业生产过程监控系统。
UT-5526 HUB Straight-Through Cable RJ45Jack Connector Tx+Tx-Rx+Rx-RJ45Jack Connector Tx+ Tx- Rx+ Rx-RJ45plug pin1CableWiring 123 61236 图1三、电源供应： 转换器可使用已配的的电源适配器供电，也可从其它直流电源或设备供电、供电电压、ＵＴ－５５２６ＴＣＰ／ＩＰ１２Ｖ９－４８ＶＤＣ６Ｗ UT-5526NET---TXD---RXD---PWR---面板指示灯含义如下： 指示以太网连接是否建立，红灯亮表示建立，不亮反之。 绿灯闪亮表示正在发送数据。 黄灯闪亮表示正在接收数据。 电源指示，接通电源时为红色。
数据采集软件使用手册 第一章操作说明 一、采集软件的特点 （一）简便性 数据采集软件是一套免安装的应用软件，在使用该软件的时候可以直接在光盘上运行，为我们的使用提供了很大方便。同时，由于该软件不需要安装，因此不会对企业的计算机造成任何的影响。 （二）智能化 无需用户提供企业所用财务软件的版本、应用数据库类型，能实现自动搜索财务软件类型、财务软件应用数据库、自动破解数据库密码（仅限服务器端）、自动搜索财务软件帐套。 附表：在服务器端或客户端及非财务软件计算机上采集的区别 （三）通用性 提供高级采集工具，通过数据库连接的建立，实现万能采集。（仅限Windows系列操作系统） （四）安全性 数据采集软件仅用于将企业的涉税电子数据转换成标准的电子文档，供“涉税鉴证软件”使用。其采集的文档经过加密计算的处理，其他任何程序无法读取其数据，为企业信息的安全提供了保障。
二、代替符号的说明 为了使本说明书更加简洁、明了，我们在编写本书的过程中使用了一些简单的符号代替部分图形和文字描述： 第二章采集软件的操作 一、采集软件运行与退出 (一)采集软件的运行
将涉税鉴证业务软件光盘放入到企业的装有财务软件的计算机中，双击桌面上的〖我的电脑〗，选择光盘上的〖数据转换系统〗下的“数据采集软件”并双击打开，这时系统将自动运行数据采集软件，运行的界面如下图所示： 数据采集软件根据企业所使用的财务软件的性质大致分为三大类：〖国内软件〗、〖地方软件〗、〖国外软件〗和〖其它软件〗。 〖国内软件〗按软件的种类分成九小类；〖其它软件〗涵盖了铁路通信、电力等行业软件；〖国外软件〗和〖地方软件〗则根据我们所接触到的加以补充。在使用的过程中，我们可根据企业实际采用的财务软件种类和版本加以区别选择。 (二)采集软件的退出 在上面显示的运行主界面中,单击〖退出〗,即可退出数据采集软件。 二、采集软件的示范说明 （一）金蝶软件 金蝶软件为深圳金蝶软件科技有限公司产品，目前主要分金蝶2000财务软件、k3企业管理软件及KIS三个系列。金蝶2000主要包括总帐报表版、标准版、工业版、商业版和行政事业版，采用Access数据库，其操作方式基本相同；K3主要包括工业版和商业版，采用SQL Server数据库；KIS系列中的标准版、迷你版采用Access数据库（数据转换操作同金蝶2000系列），KIS专业版采用SQL Server数据库（数据转换操作同金蝶2000系列）。以下分别针对有代表性的K3系列及2000系列介绍数据转换操作：
物联网设计 本文阐述物联网的设计过程。此工程实例详细说明如下:城市需要对多个端点（里面加热，温湿度数据）实例证明，所有信息需传送到一个Web Service 上显示，而这就是一个物联网的设计过程。为了实现这个Project本系统设计意志就是采用传感器和嵌入式系统组成主机，将采集到的数据信息通过TCP/IP协议由GPRS模块发送到GPRS公共网络。采用socket编程技术建立TCP/IP服务器，接收嵌入式主机发送的数据信息，将数据上传到Internet。很好地实现了在互联网基础上通过无线网的联立，构建新型物联网。 一、系统概述 系统由以基于嵌入式为主机的数据采集发送终端、移动GPRS网络、公网固定IP （服务器）、客户端4部分组成。系统的总体结构如图1所示。 图1、系统总体结构 二、基于嵌入式为主机的数据采集发送终端 1、数据采集发送终端的硬件设计 系统硬件结构框图如图2所示。数据采集发送终端的控制器采用LPC2138，该芯片是一个支持实仿真和嵌入式跟踪的32/16位ARM7TD-MI-STM CPU的微控制器，并带有512KB高速Flash存储器和具有独立的电源和时钟源的实时时钟，片上集成了丰富的功能部件，如SPI （Serial Peripheral Interface）串口，UART0、UART1全串口，A/D转换等。很好的满足了硬件系统的要求。
图2、硬件结构框图 传感器部分使用DHT90温湿度数字传感器采集温湿度数据，使用RS485总线连接异步串行通信UART0端口，并将控制器配置成RS485主机。通过RS485总线与LPC2138进行通信，因为使用RS485总线，可以同时接受多路温湿度传感器的数据信息。 GPRS无线模块采用BenQ公司的M23G,M23G支持GPRS功能，并且内嵌TC/IP，可用于实时性较高的、数据传输量相对较大、传输速率相对较快的数据通信领域。通过软件控制，可实现与Internet固定IP地址双向数据传输。 2、数据采集发送终端的软件设计 数据采集发送终端的应用软件程序设计主要包括以下两个部分：GPRS接受命令和数据采集与发送两个部分。应用程序软件是基于嵌入式实时操作系统 μC/OS-Ⅱ。软件流程图如图3所示。 应用程序定义了四个主要的时间标志位：GPRS在线标志位、数据采集标志位、采集完毕标志位和接受命令标志位。这四个标志位协调系统的数据采集、数据发送、接收命令等任务。当初始化完成后，获得GPRS在线标志位，连接服务器成功后即可进行命令接受以及命令解析。系统主要设置了三条命令，分别是采集发送数据命令，设置采样频率命令和采集数据量大小命令。每个命令的获得都会置位相应的标志位，通过对标志位是否置位的判断来决定程序下一步的执行。在系统软件中可以设置采集发送的时间间隔（默认为15分钟），即每隔15分钟，采集发送终端通过通用TCP服务器软件将采集的数据包发送给客户端。同时可以改变采集数据包的大小（默认为1024字节），即改变数据采集动态缓冲区的大小，数据缓冲区满即可发送数据。
DED-BA-E7101数据采集器 设备和仪表配置说明 （内部使用，未完待续） 重庆德易安科技发展有限公司Chongqing EHS Technology Development Co.,Ltd.
目录 界面概述6 1.沈阳航发热能表8 1.1.航发超声波表配置8 1.2.航发机械表配置10 2.德易安温控器13 3.江阴众和电表（645-2007）15 4.埃美柯水表16 5.TTD温度传感器18 6.深圳北电电表（645-1997）19 7.长沙索拓温控器21 8.宁波甬港热能表22 9.宁波冷水表24 9.1.M-BUS接口24 9.2.RS485接口25 10.重庆伟岸热量表26 11.合肥艾通单相电表29 12.山东力创三相电表（DTSD106）30 13.上海德易特热能表32 13.1.德易特超声波表配置32 13.2.连利水表34 14.PZ系列直流电参量检测仪表35 14.1 采集端口配置：35 14.2 配置温控器地址：35 14.3 采集数据配置：36 14.4 采集数据显示：36 15.柏诚（SX96）37 15.1.采集端口配置37 15.2.配置表地址：37 15.3.采集数据配置：37 15.4.采集数据显示：38 16.山东力创DDSD-113-Ⅱ单相电子式电能表41 16.1.采集端口配置：41 16.2.配置温控器地址：41 16.3.采集数据配置：41 16.4.采集数据显示：41 16.5.解读：42 17.浙江立新DDS238-4单相电子式电能表42 17.1.采集端口配置：42 17.2.配置温控器地址：42 17.3.采集数据配置：42 17.4.采集数据显示：43 17.5.解读：43
四、论述题。 请结合您所在的单位以及我市目前基于物联网技术方面的应用前景，设计建设基于物联网的相关应用系统 答：物联网是通过射频识别、红外线感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。其可以延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。 现在中国包括我市的通信网络都已经很发达，已经覆盖了城乡，从繁华的城市到偏僻的家村，到处都有通信网络(包括无线网络)，这是实现物联网必不可少的基础设施，安置在动物、植物、机器和物品上的电子介抽产生的数字信号可随时随地通无处不在的网络传送出去。云计算技术的运用，使数以亿计的各种物品的实时动态管理变得可能。目前物联网已经应用到各个领域，包括建筑，家居，电能，水利，环境等等。 由于我们的单位是建筑行业，以后的智能建筑是一个巨大的产业。智能建筑就是物联网的典型应用。比如我们施工现场，其中一个重要的工作就是施工的安全，因为施工安全的隐患无处不在，以前都是人工检查，和验收安全，这也是建筑单位和相关部门关注的头等大事，例如，临边洞口和出入口防护棚防护不到位或防护不严，且未进行工具化、定型化防护，部分电梯井口防护未做到定型化和工具化，架体首层立网没有进行全封闭，从而被违规兼做通道现象较为普遍，也就造成到处都存在出入口的危险，安全风普遍存在材质较差，部分作业人员高处作业未系安全带，部分工地存在对现场不戴安全帽的治理疏散现象。 现在可以借助物联网技术，设计一个施工安全监控系统。我们可以使用无线射频识别标识在临边洞口、出入口防护棚、电梯井口防护等防护设施上，并在标签芯片中载入对应编号、防护等级、报警装置等与管理中心的施工安全监控系统相对应，这样可以达到实进监控效果。同样也可以对高空作业人员的安全帽，安全带，身份识别牌进行相应的无线射频识别，同样在施工安全监控系统中精确定位，如操作作业未符合相关规定，身份识别牌与施工安全监控系统中相关定位并同时报警，这样使管理人员精准定位隐患位置，从而采取措施以避免安全事故的发生。
报告名称：基于物联网的智能家居控制系统设计方案班级组号： 指导老师： 组长学号姓名： 组员学号名字：
2017年3月17日 目录 一. 项目背景 .............................................. 错误!未定义书签。 二. 系统需求分析 .......................................... 错误!未定义书签。 1.方便的手持设备.............. . (1) 2.摄像头.............. (1) 3.门禁.............. .. (1) 4.空气质量检测.............. (2) 5.湿度、烟雾检测.............. . (2) 6.远程控制.............. . (2) 三.智能家居系统功能简述 (2) 1.智能安防系统 (2) 2.智能照明系统. (2) 3.智能电器控制系统. (2) 4.门禁系统. (3) 5.烟雾检测统. (3) 6.空气质量检测系统. (3) 四.智能家庭平面图 (4) 五. 智能家居各系统原理图 (5) 1.智能安防与视频监控系统 (5) 1.1.设备组成 (5) 1.2.功能 (5) 1.3.程序流程图 (6) 2.智能照明系统......................................... 错误!未定义书签。 2.1.设备组成....................................... 错误!未定义书签。 2.2.功能............................................ 错误!未定义书签。 2.3.程序流程图 (8) 3.智能电器控制系统 (8) 3.1.设备组成 (8)
600环保数据采集器 使用说明书 上海上天精密仪器 2017年6月
前言 感谢您购买本公司的产品！感谢您对环保事业做出的贡献！ 本手册是关于设备的功能、设置、安装、接线方法、操作方法、故障时的处理方法等的说明书。在操作之前请仔细阅读本手册，正确使用。 请将本手册妥善保存，以便随时翻阅和操作时参考。 注意事项 本手册内容如因功能升级而有修改时，恕不另行通知。 如果您在使用过程中对我们的产品或者服务有任何建议或意见，请与我们联系。 说明书版本 2016年2月，版本号：1.2。
请安全使用本设备 为了您能安全使用本设备，操作时请务必遵守下述安全注意事项。如果不按照本手册的说明操作，有导致设备不能正常使用的可能，甚至有导致损坏设备的危险，如因此导致设备故障，我公司不承担责任。 警告 ●只有受过培训的专职人员才能进行设备安装调试和操作。 ●接通电源之前请确认设备的电源电压是否与供电电压一致。 ●电源需要有接地端。 ●必须在设备断电的情况下进行接线。 ●必须在设备断电的情况下插拔SIM卡。 ●未经过培训的人员，不得打开设备外壳。
第一章.概述 (6) 1-1.产品的通信方式说明 (6) 1-2.产品的数据采集原理 (7) 1-3.产品特点 (8) 第二章. 产品技术参数 (10) 2-1.外形图 (10) 2-2.技术参数 (11) 2-3.使用条件 (12) 第三章.安装与维护 (13) 3-1.接线前的准备 (13) 3-2.接线说明 (14) 3-3.跳线说明 (15) 3-4.安装注意事项 (16) 3-5.设备的维护与保养 (17) 3-6.设备的保修 (17) 3-7.设备安装尺寸 (18) 第四章．显示和键盘操作 (19) 4-1．主菜单 (19) 4-2．采集量显示 (20) 4-3．显示符号说明 (22) 4-4．LED指示灯说明 (23) 4-5．键盘 (24) 4-6．系统设置 (27)
课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日
摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计
目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1研究现状 (1) 1.2发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (6) 5.1无线传输协议选择 (6) 5.2硬件节点平台 (6) 5.3系统的软件设计 (7) 第6章系统调试 (8) 第7章心得体会 (9) 参考文献 (11)
第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。
数据采集器原理 为商品流通环节而设计的数据采集器(Bar一code Hand Terminal)或称掌上电脑，其具有一体性、机动性、体积小、重量轻、高性能，并适于手持等特点。它是将条码扫描装置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。 它具有中央处理器(CPU)，只读存储器(ROM)、可读写存储器(RAM)、键盘、屏幕显示器、与计算机接口。条码扫描器，电源等配置，手持终端可通过通讯座与计算机相连用于接收或上传数据，手持终端的运行程序是由计算机编制后下载到手持终端中，可按使用要求完成相应的功能。 数据采集器可用于补充订货、接收订货、销售、入出库、盘点和库存管理以及物流管理等方面。 目前，国内常用的数据采集器有美国Symbol公司的PDT3100、国内公司的LK-PT921等，价格一万多元到两万元。数据采集器有效地解决了商品在流转过程中数据的标识和数量确认的问题，是保证系统的信息快速、准确进行处理的有效手段，由于设备的价格相对较高，商品还没有达到全部通用条码化，数据采集器的普及率还较低，还有待于不断推广。 二、数据采集器的程序功能 数据采集器的操作程序是根据实际的需要进行编制的，必须充分考虑操作使用过程的方便、灵活和通用性。 数据采集器的一般功能 数据采集器应具有数据采集、数据传送、数据删除和系统管理等功能。 数据采集 是将商品的条码通过扫描装置读入，对商品的数量直接进行确认或通过键盘录入的过程，在数据采集器的存储器中以文本数据格式存储，格式为条码（C20）、数量（N4）。 数据传送 数据传送功能有数据的下载和上传。 数据下载是将需要数据采集器进行确认的商品信息从计算机中传送到数据采集器中，通过数据采集器与计算机之间的通讯接口，在计算机管理系统的相应功能中运行设备厂商所提供的数据传送程序，传送内容可以包括：商品条码、名称和数量。数据的下载可以方便地在数据采集时，显示当前读入条码的商品名称和需确认的数量。 数据上传是将采集到的商品数据通过通讯接口，将数据传送到计算机中去，再通过计算机系统的处理，将数据转换到相应的数据库中。 数据删除 数据采集器中的数据在完成了向计算机系统的传送后，需要将数据删除，否则会导致再次数据读入的迭加，造成数据错误。有些情况下，数据可能会向计算机传送多次，待数据确认无效后，方可实行删除。 系统管理 系统管理功能有检查磁盘空间和系统日期时间的调较。 需考虑的一些细节